JP2000341089A - フィルタ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広範囲に周波数を調整できるフィルタ回路を
得ること。 【解決手段】 ＯＴＡ１１の出力端子にｎ個のアナログ
スイッチＡＳ１１〜ＡＳ１ｎとこれらアナログスイッチ
の各々に接続されたキャパシタンスの異なるコンデンサ
３１〜３ｎが接続される。また、ＯＴＡ１２の出力端子
にｍ個のアナログスイッチＡＳ２１〜ＡＳ２ｍとこれら
アナログスイッチの各々に接続されたキャパシタンスの
異なるコンデンサ４１〜４ｍが接続される。そして、ア
ナログスイッチＡＳ１１〜ＡＳ１ｎのうちの一つと、ア
ナログスイッチＡＳ２１〜ＡＳ２ｍのうちの一つとをと
もにオン状態とすることで、フィルタ部を構成するコン
デンサを所望のキャパシタンスを選択し、カットオフ周
波数自動調整回路２００によるカットオフ周波数の調整
範囲を拡大させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、演算相互コンダク
タンス増幅器（ＯＴＡ）により構成されるフィルタ回路
に関し、特に、そのカットオフ周波数の可変範囲を変更
できるフィルタ回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、移動体通信のＲＦ帯信号処理
用のＬＳＩ等において、時定数をデイスクリート素子の
抵抗とコンデンサとで構成するのではなく、電圧／電流
変換をおこなう演算相互コンダクタンス増幅器（Ｏｐｅ
ｒａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ Ａ
ｍｐｌｉｆｉｅｒ：ＯＴＡ）とコンデンサとによって構
成したフィルタ回路が利用されている。さらに、このフ
ィルタ回路に、そのカットオフ周波数の自動調整を可能
とするカットオフ周波数自動調整回路を設けることでよ
り汎用性を高めた集積化フィルタ回路が利用されること
が多い。

【０００３】図５は、アナログ信号処理システムにおい
て用いられている、ＯＴＡおよびカットオフ周波数自動
調整回路を備えた従来のフィルタ回路の構成を示す回路
図である。図５において、従来のフィルタ回路は、ＯＴ
Ａ１０１、ＯＴＡ１０２、コンデンサ１１１（キャパシ
タンスＣ１１０）、コンデンサ１１２（キャパシタンス
Ｃ１２０）およびカットオフ周波数自動調整回路２００
から構成される。カットオフ周波数自動調整回路２００
には、外部調整素子である抵抗２０１およびコンデンサ
２０２が結線される。

【０００４】ＯＴＡ１０１は、フィルタリング対象とな
る信号を正相入力端子Ｎ１００から入力し、出力端子を
ＯＴＡ１０２の正相入力端子に接続している。ＯＴＡ１
０２の出力端子は、ＯＴＡ１０１およびＯＴＡ１０２の
逆相入力端子に接続され、また、ＯＴＡ１０１およびＯ
ＴＡ１０２はともに、カットオフ周波数自動調整回路２
００から出力される信号をバイアス電圧として入力す
る。これにより、ＯＴＡ１０１およびＯＴＡ１０２は、
高入力インピーダンスおよび低出力インピーダンスの能
動負荷として機能する。

【０００５】また、ＯＴＡ１０１の出力端子には、一方
の端子を接地した上記コンデンサ１１１が接続され、Ｏ
ＴＡ１０２の出力端子にも同様に、一方の端子を接地し
た上記コンデンサ１１２が接続されている。よって、能
動負荷となるＯＴＡ１０１およびコンデンサ１１１と、
能動負荷となるＯＴＡ１０２およびコンデンサ１１２と
によって、フィルタ部が構成され、ＯＴＡ１０２の出力
端子からフィルタリングした信号を出力することができ
る。また、このフィルタ部の周波数特性は、ＯＴＡ１０
１およびＯＴＡ１０２の各相互コンダクタンスと、コン
デンサ１１１および１１２の各キャパシタンスによって
決定される。

【０００６】図６は、ＯＴＡ１０１およびＯＴＡ１０２
において共通する回路図であり、特に差動増幅回路部を
示している。図６に示す差動増幅回路部は、バイアス電
圧ＶＢの入力により以下に説明する差動トランジスタ対
に一定の電流を供給するＰチャネル型のＭＯＳトランジ
スタＭ１０と、差動トランジスタ対を構成するＰチャネ
ル型のＭＯＳトランジスタＭ１１およびＰチャネル型の
ＭＯＳトランジスタＭ１２と、増幅器の能動負荷として
機能するカレントミラー回路を構成するＮチャネル型の
ＭＯＳトランジスタＭ１３およびＮチャネル型のＭＯＳ
トランジスタＭ１４と、により構成されている。

【０００７】この差動増幅回路部において、ＭＯＳトラ
ンジスタＭ１０は、ソースが電源電圧Ｖｄｄ（高レベル
電圧）を供給する電源ラインに接続され、ゲートがバイ
アス電圧ＶＢを供給する端子に接続されている。また、
ＭＯＳトランジスタＭ１１とＭＯＳトランジスタＭ１２
は、ソースが互いに接続されて、差動トランジスタ対を
構成する。さらに、ＭＯＳトランジスタＭ１１とＭＯＳ
トランジスタＭ１２のソースはともに、ＭＯＳトランジ
スタＭ１０のドレインに接続され、これにより、ＭＯＳ
トランジスタＭ１０を介して供給される電流が、上述し
たＭＯＳトランジスタＭ１１およびＭＯＳトランジスタ
Ｍ１２からなる差動トランジスタ対に供給される。

【０００８】ＭＯＳトランジスタＭ１１のゲートは、こ
の差動増幅回路部の一方の入力ノードＮ１９０、すなわ
ちＯＴＡ１０１またはＯＴＡ１０２の正相入力端子に接
続されており、特にＯＴＡ１０１では、フィルタリング
対象となる信号が入力される端子Ｎ１００に接続され
る。また、ＭＯＳトランジスタＭ１２のゲートは、差動
増幅回路部の他方の入力端子Ｎ２００、すなわちＯＴＡ
１０１またはＯＴＡ１０２の逆相入力端子に接続され
る。

【０００９】ＭＯＳトランジスタＭ１３とＭＯＳトラン
ジスタＭ１４は、ゲートを互いに接続し、ＭＯＳトラン
ジスタＭ１３のゲートとドレインとを互いに接続するこ
とによりカレントミラー回路を形成している。また、Ｍ
ＯＳトランジスタＭ１３とＭＯＳトランジスタＭ１４の
ソースは、ともに接地電圧Ｖｓｓ（低レベル電圧）のラ
インに接続される。

【００１０】この差動増幅回路部によって、入力ノード
Ｎ１９０と入力ノードＮ２００に各々入力された信号の
差分が増幅され、その増幅された信号が出力信号として
ＭＯＳトランジスタＭ１２のドレインに接続された入力
ノードＮ２１０から出力されるが、ＯＴＡ１０１および
ＯＴＡ１０２では、入力ノードＮ２００に相当する各逆
相入力端子がともにＯＴＡ１０２の出力端子に接続され
ているため、利得１の負帰還ループを構成し、能動負荷
として機能する。

【００１１】一方、図７は、カットオフ周波数自動調整
回路の構成を示す回路図である。図７に示すカットオフ
周波数自動調整回路２００は、上記したＯＴＡ１０１お
よび１０２と同様な構成のＯＴＡ１０３と、コンパレー
タ２４０と、サンプルホールド回路３００から構成され
る。ＯＴＡ１０３は、その正相入力端子（＋）を、アナ
ログスイッチ２２１および２２２の各々の一方の接点端
子に接続され、その逆相入力端子（−）を、電源ライン
からの供給電圧を抵抗２１３および抵抗２１４の直列接
続によって分圧する出力ノード、すなわち抵抗２１３と
抵抗２１４の接続点に接続される。

【００１２】アナログスイッチ２２１の他方の接点端子
は、電源ラインからの供給電圧を抵抗２１１および抵抗
２１２の直列接続によって分圧する出力ノード、すなわ
ち抵抗２１１と抵抗２１２の接続点に接続され、アナロ
グスイッチ２２２の他方の接点端子は接地される。

【００１３】そして、アナログスイッチ２２１は、切り
替え用信号としてＮチャネル型のＭＯＳトランジスタ側
にクロックＣＫ１を入力し、Ｐチャネル型のＭＯＳトラ
ンジスタ側にクロックＣＫ１ｉを入力する。また、アナ
ログスイッチ２２２は、切り替え用信号としてＮチャネ
ル型のＭＯＳトランジスタ側にクロックＣＫ１ｉを入力
し、Ｐチャネル型のＭＯＳトランジスタ側にクロックＣ
Ｋ１を入力する。

【００１４】なお、クロックＣＫ１は、クロック入力端
子Ｎ１２０から入力されるクロックであり、クロックＣ
Ｋ１ｉは、図示しているように、クロックＣＫ１の入力
をインバータ２５１によって反転した信号である。よっ
て、これらクロックＣＫ１およびＣＫ１ｉにより、アナ
ログスイッチ２２１および２２２は相補的にオン／オフ
されることになる。

【００１５】以上のことから、ＯＴＡ１０３は、抵抗２
１３および２１４によって供給される分圧値を基準電圧
値として逆相入力端子に入力し、クロックＣＫ１によっ
て切り替わる信号、すなわち抵抗２１３および２１４に
よって供給される分圧値または接地電圧のいずれか一方
が示す信号を正相入力端子に入力して、これら信号間の
差分に基づく信号を出力する。また、ＯＴＡ１０３は、
後述するサンプルホールド回路３００と上記した外部調
整素子である抵抗２０１およびコンデンサ２０２によっ
て定まる電圧値をバイアス電圧ＶＢとして入力する。

【００１６】そして、ＯＴＡ１０３の出力端子にはコン
デンサ２３１（キャパシタンスＣ１００）の一端とアナ
ログスイッチ２２３の一方の接点端子が接続される。な
お、コンデンサ２３１の多端は接地されており、アナロ
グスイッチ２２３は、切り替え用信号としてＮチャネル
型のＭＯＳトランジスタ側にクロックＣＫ２を入力し、
Ｐチャネル型のＭＯＳトランジスタ側にクロックＣＫ２
ｉを入力する。

【００１７】クロックＣＫ２は、上記したクロックＣＫ
１と同様に、クロック入力端子Ｎ１３０から入力される
クロックであり、クロックＣＫ２ｉは、図示しているよ
うに、クロックＣＫ２の入力をインバータ２５２によっ
て反転した信号である。よって、アナログスイッチ２２
３は、これらクロックＣＫ２およびＣＫ２ｉにより、オ
ン／オフされる。

【００１８】アナログスイッチ２２３の他方の接点端子
には、コンデンサ２３２（キャパシタンスＣ２００）の
一端とコンパレータ２４０の正相入力端子が接続され
る。なお、コンデンサ２３２の多端は接地されており、
コンパレータ２４０の逆相入力端子には、ＯＴＡ１０３
の逆相入力端子に入力した信号と同じ信号、すなわち抵
抗２１３および２１４によって分圧された電圧値が入力
される。

【００１９】よって、アナログスイッチ２２３のオン／
オフによって、コンデンサ２３１に充電されたＯＴＡ１
０３からの出力電圧値をコンデンサ２３２に保持するこ
とができる。そしてこの保持された電圧と、上記した抵
抗２１３および２１４によって定まる基準電圧値とがコ
ンパレータ２４０によって比較され、比較結果が論理レ
ベルとして出力される。

【００２０】サンプルホールド回路３００は、ディレイ
フリップフロップ３０１、Ｐチャネル型のＭＯＳトラン
ジスタＭ３１、Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタＭ３
２から構成される。そして、上記したコンパレータ２４
０の出力は、ディレイフリップフロップ３０１のＤ入力
に入力される。

【００２１】ディレイフリップフロップ３０１の立ち上
がりエッジクロック入力（Ｔ入力）には、上記したクロ
ックＣＫ１が利用される。ディレイフリップフロップ３
０１のＱＣ出力は、ＭＯＳトランジスタＭ３１のゲート
入力とＭＯＳトランジスタＭ３２のゲート入力に入力さ
れる。また、ディレイフリップフロップ３０１のＴ入力
には、クロックＣＫ１の反転したレベルの信号が入力さ
れる。なお、ＭＯＳトランジスタＭ３１およびゲート入
力とＭＯＳトランジスタＭ３２は、コンプリメンタリ回
路を構成しており、各々のドレインはここではチャージ
ポンプとして機能する。

【００２２】ＭＯＳトランジスタＭ３１とＭＯＳトラン
ジスタＭ３２のドレインはＰＤＯ端子Ｎ２００に接続さ
れ、また、ＭＯＳトランジスタＭ３１のソースは電源ラ
インに接続されて、ＭＯＳトランジスタＭ３２のソース
は接地される。ここで、ＰＤＯ端子Ｎ２００は、図５に
示すように、外部調整素子である抵抗２０１に接続され
ており、この抵抗２０１はコンデンサ２０２を介して接
地される。すなわち、ＭＯＳトランジスタＭ３１および
ＭＯＳトランジスタＭ３２のドレインから出力された電
圧値は、コンデンサ２０２によって保持（サンプルホー
ルド）される。

【００２３】また、図７に示すＶＣＯＩ端子Ｎ２１０
は、カットオフ周波数自動調整回路２００の出力端子２
２０に接続されるとともに、図５に示すように、抵抗２
０１とコンデンサ２０２との接続点において接続され
る。すなわち、コンデンサ２０２においてサンプルホー
ルドされた電圧値は、カットオフ周波数自動調整回路２
００から出力されてフィルタ部を構成するＯＴＡ１０１
および１０２のバイアス電圧ＶＢとして入力されるとと
もに、自回路内のＯＴＡ１０３のバイアス電圧ＶＢとし
て入力される。

【００２４】つぎに以上に説明した従来のフィルタ回路
の動作について説明する。なお、このフィルタ回路にお
いてカットオフ周波数ｆｃおよびクオリティファクタＱ
は以下のように示される。

【００２５】

【数１】

【００２６】ここで、ｇｍ１およびｇｍ２は、各々ＯＴ
Ａ１０１およびＯＴＡ１０２の相互コンダクタンスを示
しており、 ｇｍ１＝１／２×Ｋ'×Ｗ／Ｌ×（Ｖｄｄ−ＶＢ−Ｖｔ
ｈｐ） ｇｍ２＝１／２×Ｋ'×Ｗ／Ｌ×（Ｖｄｄ−ＶＢ−Ｖｔ
ｈｐ） と表される。

【００２７】また、上式中、Ｋ'は図６に示したＭＯＳ
トランジスタＭ１０の移動度を、Ｗ／Ｌは、ＭＯＳトラ
ンジスタＭ１０のトランジスタサイズを、ＶｄｄはＭＯ
ＳトランジスタＭ１０のソースの電源電圧を、Ｖｔｈｐ
はＭＯＳトランジスタＭ１０のしきい値を示す。

【００２８】フィルタ回路のカットオフ周波数は、上述
したようにこれらｇｍ１、ｇｍ２、Ｃ１１０及びＣ１２
０により決定され、特に相互コンダクタンスｇｍ１、ｇ
ｍ２は、バイアス電圧ＶＢをパラメータの一つとしてい
るので、このバイアス電圧ＶＢを変更することにより、
所望のカットオフ周波数に設定することが可能となる。
カットオフ周波数自動調整回路２００は、このバイアス
電圧ＶＢをクロックＣＫ１およびクロックＣＫ２の周波
数に応じてＯＴＡ１０１および１０２に入力すること
で、カットオフ周波数の変更を可能にしている。

【００２９】つぎに、カットオフ周波数自動調整回路２
００の動作について説明する。図８は、カットオフ周波
数自動調整回路２００の動作を説明するためのタイミン
グチャートである。なお、図７中、抵抗２１１および２
１２により定まる分圧値と抵抗２１３および２１４によ
り定まる分圧値は、クロックＣＫ１が論理レベル「Ｈ」
を示す際に出力されるＯＴＡ１０３の電圧値が論理レベ
ル「Ｈ」に近傍する値となるように設定され、コンパレ
ータ２４０は、コンデンサ２３２に保持された電圧値が
上記した基準電圧値以上である場合に、論理レベル
「Ｈ」を出力するものとする。

【００３０】図８（ａ）において、まず、クロックＣＫ
１が時間Ｔ０において論理レベル「Ｈ」を示すと、アナ
ログスイッチ２２１がオン状態になり、アナログスイッ
チ２２２がオフ状態となる。そして、同図（ｂ）に示す
ように、抵抗２１１および２１２により定められた分圧
値がＯＴＡ１０３の正相入力端子に入力される（図７中
Ｃ点）。これによりＯＴＡ１０３から正の電圧が出力さ
れ、同図（ｄ）に示すように、コンデンサ２３１に充電
されていく（図７中Ｄ点）。

【００３１】また、時間Ｔ０において同時にクロックＣ
Ｋ２が論理レベル「Ｈ」を示すことで、アナログスイッ
チ２２３がオン状態となり、ＯＴＡ１０３から出力され
た電圧が、同図（ｅ）に示すように、コンデンサ２３２
に充電されていく（図７中Ｅ点）。この際、コンパレー
タ２４０において、正相入力端子に入力されたＥ点の示
す電圧値は、逆相入力端子に入力される基準電圧値に達
していないため、同図（ｆ）に示すように、論理レベル
「Ｌ」が出力される（図７中Ｆ点）。

【００３２】さらに、この時間Ｔ０においては、コンパ
レータ２４０の正相入力端子に、接地電圧または十分に
充電されていないコンデンサ２３２の保持電圧が入力さ
れており、ディレイフリップフロップ３０１のＤ入力に
論理レベル「Ｌ」が入力されるが、クロックＣＫ１が論
理レベル「Ｈ」を示しているため、Ｔ入力に論理レベル
「Ｌ」が入力されることになり、ＱＣ出力にはＤ入力の
保持電圧である論理レベル「Ｈ」の反転レベル「Ｌ」が
出力される。

【００３３】これにより、ＭＯＳトランジスタＭ３１が
オン状態に、ＭＯＳトランジスタＭ３２がオフ状態とな
って、ＰＤＯ端子には電源電圧が出力される。これによ
り、図５に示したコンデンサ２０２が充電されていく。

【００３４】つづいて、時間Ｔ１においてクロックＣＫ
２のみが論理レベル「Ｌ」となり、アナログスイッチ２
２３がオフ状態となると、同図（ｅ）に示すように、時
間Ｔ１におけるＯＴＡ１０３の出力電圧値はコンデンサ
２３２に保持される。この出力電圧値は、コンパレータ
２４０における基準電圧値を超えるものであるため、同
図（ｆ）に示すように、コンパレータ２４０から論理レ
ベル「Ｈ」が出力される。

【００３５】コンパレータ２４０から出力された論理レ
ベル「Ｈ」の電圧値は、ディレイフリップフロップ３０
１のＤ入力に入力される。この際、クロックＣＫ１は論
理レベル「Ｈ」を示しているため、Ｔ入力にはその反転
したレベルである「Ｌ」が入力される。そして、ＱＣ出
力から論理レベル「Ｈ」が出力され、ＭＯＳトランジス
タＭ３１がオフ状態に、ＭＯＳトランジスタＭ３２がオ
ン状態となって、ＰＤＯ端子には接地電圧が出力され
る。これにより、図５に示したコンデンサ２０２に保持
された電圧が放電する。このことは、それまでにコンデ
ンサ２０２に充電されていた電圧値が、バイアス電圧Ｖ
Ｂに出力される電圧値となることを意味する。

【００３６】そして、時間Ｔ２においてクロックＣＫ１
が論理レベル「Ｌ」を示すと、アナログスイッチ２２１
はオフ状態に、アナログスイッチ２２２はオン状態にな
って、ＯＴＡ１０１の出力は接地電圧または負の電圧と
なり、図７中のＤ点の電位は、図８（ｄ）に示すよう
に、コンデンサ２３１の放電によって徐々に低下する。

【００３７】この際、クロックＣＫ２は論理レベル
「Ｌ」を示したままであるため、アナログスイッチ２２
３はオフ状態を維持し、コンパレータ２４０の正相入力
端子にはコンデンサ２３２に保持された電圧が入力され
る。よって、ＰＤＯ端子から出力される電圧もまた接地
電圧を示したままとなる。

【００３８】そして、時間Ｔ４において再びクロックＣ
Ｋ１およびクロックＣＫ２が論理レベル「Ｈ」となるこ
とにより、上述した動作が繰り返される。以上のことか
ら、カットオフ周波数自動調整回路２００は、クロック
ＣＫ１およびクロックＣＫ２の周波数によってコンデン
サ２０２に充放電される最大の電圧値を変更することが
可能となり、この電圧値をバイアス電圧ＶＢとしてＯＴ
Ａ１０１および１０２に入力することができる。

【００３９】また、カットオフ周波数自動調整回路２０
０は、コンデンサＣ１１０およびＣ１２０の変動や図６
に示したＭＯＳトランジスタＭ１０のしきい値Ｖｔｈｐ
の変動を吸収できる回路としても機能とする。

【００４０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上に
説明した従来のフィルタ回路では、カットオフ周波数自
動調整回路２００に入力されるクロックＣＫ１およびＣ
Ｋ２の周波数のみでカットオフ周波数の調整範囲を決定
していたため、比較的その調整範囲は狭く、より広範囲
なカットオフ周波数の調整に要望に応えることはできな
いという問題があった。

【００４１】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたもので、広範囲で周波数を調整できるフィルタ
回路を得ることを目的とする。

【００４２】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するため、この発明にかかるフィルタ回路に
あっては、演算相互コンダクタンス増幅器（ＯＴＡ）、
コンデンサおよびカットオフ周波数自動調整手段により
フィルタを構成するフィルタ回路において、前記演算相
互コンダクタンス増幅器のバイアス電圧入力端子に前記
カットオフ周波数自動調整手段のバイアス電圧出力を入
力し、前記演算相互コンダクタンス増幅器の出力端子に
接続する前記コンデンサとして、キャパシタンスの異な
る複数のコンデンサのうちの一つを選択することによ
り、前記カットオフ周波数自動調整手段による周波数調
整範囲を変更することを特徴とする。

【００４３】この発明によれば、演算相互コンダクタン
ス増幅器の出力端子に接続するコンデンサとして、キャ
パシタンスの異なる複数のコンデンサのうちの一つを選
択するので、演算相互コンダクタンス増幅器のバイアス
電圧入力端子にカットオフ周波数自動調整手段に有効に
入力されるクロック信号の周波数の範囲を拡大すること
ができ、これによりカットオフ周波数の自動調整範囲を
広範囲にすることができる。

【００４４】つぎの発明にかかるフィルタ回路にあって
は、正相入力端子に入力信号を入力する第１の演算相互
コンダクタンス増幅器（ＯＴＡ）と、前記第１の演算相
互コンダクタンス増幅器の出力端子に並列に接続された
複数の第１のスイッチ手段と、前記第１のスイッチ手段
の各々に直列に接続され、互いにキャパシタンスの異な
る複数の第１のコンデンサと、正相入力端子に前記第１
の演算相互コンダクタンス増幅器の出力端子が接続され
た第２の演算相互コンダクタンス増幅器と、前記第２の
演算相互コンダクタンス増幅器の出力端子に並列に接続
された複数の第２のスイッチ手段と、前記第２のスイッ
チ手段の各々に直列に接続され、互いにキャパシタンス
の異なる複数の第２のコンデンサと、外部から入力され
るクロック信号の周波数に応じて前記第１および第２の
演算相互コンダクタンス増幅器のバイアス電圧を変更す
ることにより前記第１および第２の演算相互コンダクタ
ンス増幅器と前記第１および第２のコンデンサとから構
成されるフィルタ部のカットオフ周波数を自動調整する
カットオフ周波数自動調整手段と、を備え、前記第１の
スイッチ手段により、前記第１の演算相互コンダクタン
ス増幅器の出力端子に各々接続される前記複数の第１の
コンデンサのうちの一つを選択し、前記第２のスイッチ
手段により、前記第２の演算相互コンダクタンス増幅器
の出力端子に各々接続される前記複数の第２のコンデン
サのうちの一つを選択することを特徴とする。

【００４５】この発明によれば、第１の演算相互コンダ
クタンス増幅器、この第１の演算相互コンダクタンス増
幅器に接続されるコンデンサ、第２の演算相互コンダク
タンス増幅器およびこの第２の演算相互コンダクタンス
増幅器に接続されるコンデンサによって構成されるフィ
ルタ部において、各演算相互コンダクタンス増幅器に接
続されるコンデンサを複数設け、この複数のコンデンサ
の選択を可能とするスイッチ部を各コンデンサに接続し
ているので、カットオフ周波数自動調整手段から出力さ
れる第１および第２の演算相互コンダクタンス増幅器の
バイアス電圧を外部からのクロック信号の周波数によっ
て変更することができるとともに、カットオフ周波数を
決定するパラメータの一つであるコンデンサのキャパシ
タを変更することができ、カットオフ周波数の調整範囲
をより広範囲にすることができる。

【００４６】つぎの発明にかかるフィルタ回路にあって
は、演算相互コンダクタンス増幅器（ＯＴＡ）、コンデ
ンサおよびカットオフ周波数自動調整手段によりフィル
タを構成するフィルタ回路において、前記演算相互コン
ダクタンス増幅器を構成するトランジスタのうち、該演
算相互コンダクタンス増幅器のバイアス電圧をゲートに
入力するバイアス電圧入力用トランジスタとして、トラ
ンジスタサイズの異なる複数のトランジスタのうちの一
つを選択することにより、前記カットオフ周波数自動調
整手段による周波数調整範囲を変更することを特徴とす
る。

【００４７】この発明によれば、演算相互コンダクタン
ス増幅器を構成するトランジスタのうち、その演算相互
コンダクタンス増幅器のバイアス電圧をゲートに入力す
るバイアス電圧入力用トランジスタとして、トランジス
タサイズの異なる複数のトランジスタのうちの一つを選
択することが可能であるので、カットオフ周波数自動調
整手段から出力される演算相互コンダクタンス増幅器の
バイアス電圧を、外部からのクロック信号の周波数によ
って変更することができるとともに、カットオフ周波数
を決定するパラメータの一つであるバイアス電圧入力用
トランジスタのトランジスタサイズを変更することがで
き、カットオフ周波数の調整範囲をより広範囲にするこ
とができる。

【００４８】つぎの発明にかかるフィルタ回路にあって
は、演算相互コンダクタンス増幅器（ＯＴＡ）、コンデ
ンサおよびカットオフ周波数自動調整手段によりフィル
タを構成するフィルタ回路において、前記カットオフ周
波数自動調整手段は、前記演算相互コンダクタンス増幅
器のバイアス電圧入力端子に入力される電圧であってか
つ外部から入力されるクロック信号の周波数に応じて変
化する電圧を保持するサンプルホールド回路と、前記サ
ンプルホールド回路において保持される前記電圧の電圧
値を設定するための基準電圧を決定する抵抗として、抵
抗値の異なる複数の抵抗のうちの一つが選択される基準
電圧設定部と、を備えたことを特徴とする。

【００４９】この発明によれば、フィルタ回路を構成す
るカットオフ周波数自動調整手段が、演算相互コンダク
タンス増幅器のバイアス電圧入力端子に入力される電圧
であってかつ外部から入力されるクロック信号の周波数
に応じて変化する電圧を保持するサンプルホールド回路
と、前記サンプルホールド回路において保持される前記
電圧の電圧値を設定するための基準電圧を決定する抵抗
として、抵抗値の異なる複数の抵抗のうちの一つが選択
される基準電圧設定部と、を備えているので、基準電圧
値の変更が可能となり、カットオフ周波数自動調整手段
から出力される演算相互コンダクタンス増幅器のバイア
ス電圧を、外部からのクロック信号の周波数によってよ
り広範囲に変更することができるとともに、カットオフ
周波数の調整範囲を広げることができる。

【００５０】

【発明の実施の形態】以下に、この発明にかかるフィル
タ回路の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるもの
ではない。

【００５１】実施の形態１．まず、実施の形態１にかか
るフィルタ回路ついて説明する。図１（ａ）、（ｂ）
は、実施の形態１にかかるフィルタ回路の構成を示す回
路図である。なお、図５と共通する部分には同一符号を
付して、その説明を省略する。図１において、実施の形
態１にかかるフィルタ回路は、ＯＴＡ１１、ＯＴＡ１２
およびカットオフ周波数自動調整回路２００を備えて構
成され、ＯＴＡ１１およびＯＴＡ１２は各々上記したＯ
ＴＡ１０１およびＯＴＡ１０２に相当する。

【００５２】特に、図１に示すフィルタ回路は、従来の
フィルタ回路においてＯＴＡ１０１の出力端子に一つの
コンデンサ１１１が接続されていたのに対し、ＯＴＡ１
１の出力端子にｎ個のアナログスイッチＡＳ１１〜ＡＳ
１ｎとこれらアナログスイッチの各々に接続されたキャ
パシタンスの異なるコンデンサ３１〜３ｎ（キャパシタ
ンスＣ１１〜Ｃ１ｎ）が接続されている。

【００５３】より詳細には、図１に示すように、ＯＴＡ
１１の出力端子に、アナログスイッチＡＳ１１〜ＡＳ１
ｎの各々一方の接点端子が並列に接続され、これらアナ
ログスイッチＡＳ１１〜ＡＳ１ｎの各々他方の接点端子
には、コンデンサ３１〜３ｎが一つずつ接続されてい
る。たとえば、アナログスイッチＡＳ１１の一方の接点
端子にＯＴＡ１１の出力端子が接続され、他方の接点端
子にはコンデンサ３１の一端が接続される。なお、コン
デンサ３１の他端は接地される。

【００５４】このように、一つのアナログスイッチと一
つのコンデンサからなるｎ個の組が並列にＯＴＡ１１の
出力端子に接続される。また、各アナログスイッチＡＳ
１１〜ＡＳ１ｎは、そのＮチャネル型のＭＯＳトランジ
スタ側に各々切り替え信号ＳＷ１１〜ＳＷ１ｎを入力
し、Ｐチャネル型のＭＯＳトランジスタ側に各々切り替
え信号ＳＷ１１ｉ〜ＳＷ１ｎｉを入力する。

【００５５】なお、切り替え信号ＳＷ１１〜ＳＷ１ｎ
は、各々切り替え信号入力端子Ｎ１１〜Ｎ１ｎから外部
より入力され、切り替え信号ＳＷ１１ｉ〜ＳＷ１ｎｉ
は、切り替え信号ＳＷ１１〜ＳＷ１ｎを、このフィルタ
回路またはフィルタ回路に接続される外部回路に備えら
れたインバータＧ１１〜Ｇ１ｎに入力することで得られ
る反転信号である。よって、アナログスイッチＡＳ１１
〜ＡＳ１ｎの各々は、各切り替え信号ＳＷ１１〜ＳＷ１
ｎおよび切り替え信号ＳＷ１１ｉ〜ＳＷ１ｎｉにより、
オン／オフされる。

【００５６】すなわち、切り替え信号入力端子Ｎ１１〜
Ｎ１ｎのいずれか一つに論理レベル「Ｈ」を入力するこ
とにより、アナログスイッチＡＳ１１〜ＡＳ１ｎのうち
所望のアナログスイッチをオン状態とすることができ、
そのオン状態とされたアナログスイッチに接続されてい
るコンデンサを有効にすることができる。各コンデンサ
３１〜３ｎは互いにキャパシタンスが異なるため、オン
状態にさせるアナログスイッチの選択により、ＯＴＡ１
１の出力端子と接地ラインとの間に介在させるコンデン
サのキャパシタンスを変更することができる。

【００５７】さらに、図１に示すフィルタ回路は、従来
のフィルタ回路においてＯＴＡ１０２の出力端子に一つ
のコンデンサ１１２が接続されていたのに対し、上記し
たＯＴＡ１１の場合と同様に、ＯＴＡ１２の出力端子に
ｍ個のアナログスイッチＡＳ２１〜ＡＳ２ｍとこれらア
ナログスイッチの各々に接続されたキャパシタの異なる
コンデンサ４１〜４ｍ（キャパシタＣ２１〜Ｃ２ｍ）が
接続されている。

【００５８】より詳細には、図１に示すように、ＯＴＡ
１２の出力端子に、アナログスイッチＡＳ２１〜ＡＳ２
ｍの各々一方の接点端子が並列に接続され、これらアナ
ログスイッチＡＳ２１〜ＡＳ２ｍの各々他方の接点端子
には、コンデンサ４１〜４ｍが一つずつ接続されてい
る。たとえば、アナログスイッチＡＳ２１の一方の接点
端子にＯＴＡ１２の出力端子が接続され、他方の接点端
子にはコンデンサ４１の一端が接続される。なお、コン
デンサ４１の他端は接地される。

【００５９】このように、一つのアナログスイッチと一
つのコンデンサからなるｍ個の組が並列にＯＴＡ１２の
出力端子に接続される。また、各アナログスイッチＡＳ
２１〜ＡＳ２ｍは、そのＮチャネル型のＭＯＳトランジ
スタ側に各々切り替え信号ＳＷ２１〜ＳＷ２ｍを入力
し、Ｐチャネル型のＭＯＳトランジスタ側に各々切り替
え信号ＳＷ２１ｉ〜ＳＷ２ｍｉを入力する。

【００６０】なお、上記した切り替え信号ＳＷ１１〜Ｓ
Ｗ１ｎおよび切り替え信号ＳＷ１１ｉ〜ＳＷ１ｎｉと同
様に、切り替え信号ＳＷ２１〜ＳＷ２ｍは、外部より各
々切り替え信号入力端子Ｎ２１〜Ｎ２ｍから入力され、
切り替え信号ＳＷ２１ｉ〜ＳＷ２ｍｉは、切り替え信号
ＳＷ２１〜ＳＷ２ｍを、このフィルタ回路またはフィル
タ回路に接続される外部回路に備えられたインバータＧ
２１〜Ｇ２ｍに入力することで得られる反転信号であ
る。よって、アナログスイッチＡＳ２１〜ＡＳ２ｍの各
々は、各切り替え信号ＳＷ２１〜ＳＷ２ｍおよび切り替
え信号ＳＷ２１ｉ〜ＳＷ２ｍｉにより、オン／オフされ
る。

【００６１】すなわち、切り替え信号入力端子Ｎ２１〜
Ｎ２ｍのいずれか一つに論理レベル「Ｈ」を入力するこ
とにより、アナログスイッチＡＳ２１〜ＡＳ２ｍのうち
所望のアナログスイッチをオン状態とすることができ、
そのオン状態とされたアナログスイッチに接続されてい
るコンデンサを有効にすることができる。各コンデンサ
４１〜４ｍは互いにキャパシタンスが異なるため、オン
状態にさせるアナログスイッチの選択により、ＯＴＡ１
２の出力端子と接地ラインとの間に介在させるコンデン
サのキャパシタンスを変更することができる。

【００６２】よって、以上に説明した構成により、切り
替え信号入力端子Ｎ１１〜Ｎ１ｎのうちの一つに論理レ
ベル「Ｈ」を入力するとともに、切り替え信号入力端子
Ｎ２１〜Ｎ２ｍのうちの一つに論理レベル「Ｈ」を入力
することで、ＯＴＡ１１およびＯＴＡ１２とフィルタ部
を構成する各コンデンサのキャパシタンスを所望の値に
設定することができる。

【００６３】ここで、このフィルタ回路のカットオフ周
波数ｆｃおよびクオリティファクタＱは、コンデンサ３
１〜３ｎのうちの選択されたコンデンサのキャパシタ
（ここではＣ１ｋとする）と、コンデンサ４１〜４ｍの
うちの選択されたコンデンサのキャパシタ（ここではＣ
２ｋとする）と、ＯＴＡ１１およびＯＴＡ１２の各々の
相互コンダクタンス（各々ｇｍ１およびｇｍ２とする）
とによって、式１と同様に、以下のように示される。

【００６４】

【数２】

【００６５】上述したようにコンデンサの切り替えによ
って式２中のキャパシタＣ１ｋおよびＣ２ｋを所望の値
にすることができるため、フィルタ回路のカットオフ周
波数ｆｃを変更することが可能となる。一方、式１にお
いて説明したように、相互コンダクタンスｇｍ１および
ｇｍ２は、ＯＴＡ１１およびＯＴＡ１２に与える各バイ
アス電圧ＶＢによって定められるため、カットオフ周波
数自動調整回路２００において、クロックＣＫ１および
ＣＫ２の周波数により変更可能なバイアス電圧ＶＢの出
力によっても、カットオフ周波数ｆｃの変更が可能であ
る。

【００６６】図２は、クロックＣＫ１およびＣＫ２の周
波数対バイアス電圧ＶＢの特性グラフを示す図である。
図２において、従来のフィルタ回路のようにバイアス電
圧ＶＢの変更のみでカットオフ周波数ｆｃを調整する場
合に、カットオフ周波数自動調整回路２００に入力され
るクロックＣＫ１およびＣＫ２の周波数の有効な可変範
囲が周波数調整範囲Ｂに示される範囲となるのに対し、
さらに、この実施の形態１にかかるフィルタ回路におい
てフィルタ部を構成するコンデンサを変更することによ
り、同図の周波数調整範囲Ａに示される範囲までクロッ
クＣＫ１およびＣＫ２の周波数調整範囲を広げることが
可能になる。

【００６７】また、上記した式２におけるキャパシタＣ
１ｋとＣ２ｋの比が常に一定となるように、ＯＴＡ１１
およびＯＴＡ１２の出力端子に各々接続されるコンデン
サを選択することで、カットオフ周波数ｆｃの変更を可
能とするとともに、クオリティファクタＱを固定するこ
とができる。

【００６８】さらに、上記した切り替え信号ＳＷ１１〜
ＳＷ１ｎおよび切り替え信号ＳＷ２１〜ＳＷ２ｍを入力
する各切り替え信号入力端子の前段にデコーダを設け、
このデコーダにコンデンサ選択データを入力するように
してもよい。たとえば、コンデンサ３１〜３４とコンデ
ンサ４１〜４４とを備えたフィルタ回路において、「０
０」、「０１」、「１０」、「１１」の２ビットデータ
を各々（コンデンサ３１，４１）、（コンデンサ３２，
４２）、（コンデンサ３３，４３）、（コンデンサ３
４，４４）に対応させて、このデータをコンデンサ選択
データとして上記したデコーダに入力することにより、
コンデンサの選択を簡易化することができる。

【００６９】以上に説明したとおり、実施の形態１にか
かるフィルタ回路によれば、ＯＴＡ１１、このＯＴＡ１
１に接続されるコンデンサ、ＯＴＡ１２およびこのＯＴ
Ａ１２に接続されるコンデンサによって構成されるフィ
ルタ部において、各ＯＴＡに接続されるコンデンサを複
数設け、この複数のコンデンサの選択を可能とするアナ
ログスイッチを各コンデンサに接続しているので、カッ
トオフ周波数自動調整回路２００から出力されるＯＴＡ
１１およびＯＴＡ１２のバイアス電圧ＶＢをクロックＣ
Ｋ１およびＣＫ２の周波数によって変更することができ
るとともに、カットオフ周波数ｆｃを決定するパラメー
タの一つであるコンデンサのキャパシタを変更すること
ができ、カットオフ周波数の調整範囲をより広範囲にす
ることができる。これにより、より柔軟で汎用性の高い
フィルタ回路を提供することが可能となる。

【００７０】実施の形態２．つぎに、実施の形態２にか
かるフィルタ回路ついて説明する。実施の形態２にかか
るフィルタ回路は、図５に示した従来のフィルタ回路に
おけるＯＴＡ１０１および１０２の内部回路または実施
の形態１におけるＯＴＡ１１およびＯＴＡ１２の内部回
路、すなわち図６に示した差動増幅部において、バイア
ス電圧ＶＢをゲートに入力するＭＯＳトランジスタのト
ランジスタサイズＷ／Ｌを変更することによって、カッ
トオフ周波数自動調整回路２００による周波数の自動調
整に加え、さらにカットオフ周波数の調整範囲を拡大さ
せるものである。

【００７１】上記数１において説明したように、カット
オフ周波数ｆｃのパラメータの一つであるＯＴＡの相互
コンダクタンスｇｍ１またはｇｍ２において、これら相
互コンダクタンスｇｍ１またはｇｍ２を構成するパラメ
ータに、バイアス電圧ＶＢをゲートに入力するＭＯＳト
ランジスタのトランジスタサイズＷ／Ｌを含んでいる。
よって、このトランジスタサイズＷ／Ｌを変更すること
によってもカットオフ周波数ｆｃを変更することができ
る。

【００７２】トランジスタサイズＷ／Ｌの変更は、あら
かじめ複数のトランジスタサイズのバイアス電圧ＶＢ入
力用ＭＯＳトランジスタを用意し、これらＭＯＳトラン
ジスタのいずれか一つをアナログスイッチによって選択
することによって達成される。

【００７３】図３（ａ）、（ｂ）は、実施の形態２にか
かるフィルタ回路において、ＯＴＡの内部回路を示す図
である。なお、図６と共通する部分には同一符号を付し
て、その説明を省略する。図３に示す内部回路、すなわ
ち差動増幅部においては、電源電圧ＶｄｄとＭＯＳトラ
ンジスタＭ１１およびＭＯＳトランジスタＭ１２のソー
ス同士の接続点との間に、互いにトランジスタサイズが
異なるｘ個のＰチャネル型のＭＯＳトランジスタＭ１〜
Ｍｘが並列に接続されている。

【００７４】また、これらＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ
ｘの各ゲートには、アナログスイッチＡＳ３１〜ＡＳ３
ｘの一方の接点端子が各々接続されている。そして他方
の接点端子には、カットオフ周波数自動調整回路２００
から出力されるバイアス電圧ＶＢが供給されるバイアス
電圧ＶＢラインが接続される。

【００７５】また、各アナログスイッチＡＳ３１〜ＡＳ
３ｘは、そのＮチャネル型のＭＯＳトランジスタ側に各
々切り替え信号ＳＷ３１〜ＳＷ３ｘを入力し、Ｐチャネ
ル型のＭＯＳトランジスタ側に各々切り替え信号ＳＷ３
１ｉ〜ＳＷ３ｘｉを入力する。

【００７６】なお、切り替え信号ＳＷ３１〜ＳＷ３ｘ
は、各々切り替え信号入力端子Ｎ３１〜Ｎ３ｘから外部
より入力され、切り替え信号ＳＷ３１ｉ〜ＳＷ３ｘｉ
は、切り替え信号ＳＷ３１〜ＳＷ３ｘを、このフィルタ
回路またはフィルタ回路に接続される外部回路に備えら
れたインバータＧ３１〜Ｇ３ｘに入力することで得られ
る反転信号である。よって、アナログスイッチＡＳ３１
〜ＡＳ３ｘの各々は、各切り替え信号ＳＷ３１〜ＳＷ３
ｘにより、オン／オフされる。

【００７７】すなわち、切り替え信号入力端子Ｎ３１〜
Ｎ３ｘのいずれか一つに論理レベル「Ｈ」を入力するこ
とにより、アナログスイッチＡＳ３１〜ＡＳ３ｘのうち
所望のアナログスイッチをオン状態とすることができ、
そのオン状態とされたアナログスイッチに接続されてい
るＭＯＳトランジスタをオン状態にすることができる。
各ＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍｘは互いにトランジスタ
サイズが異なるため、オン状態にさせるアナログスイッ
チの選択により、ＯＴＡ１１またはＯＴＡ１２の相互コ
ンダクタンスを変更することができる。

【００７８】これにより、図２に示したように、従来の
フィルタ回路のようにバイアス電圧ＶＢの変更のみでカ
ットオフ周波数ｆｃを調整する場合に、カットオフ周波
数自動調整回路２００に入力されるクロックＣＫ１およ
びＣＫ２の周波数の有効な可変範囲が周波数調整範囲Ｂ
に示される範囲となるのに対し、さらに、この実施の形
態２にかかるフィルタ回路においてフィルタ部を構成す
るＯＴＡのバイアス電圧ＶＢ入力用ＭＯＳトランジスタ
のトランジスタサイズを変更することにより、同図の周
波数調整範囲Ａに示すような範囲までクロックＣＫ１お
よびＣＫ２の周波数調整範囲を広げることが可能にな
る。

【００７９】なお、以上に説明したフィルタ回路におけ
るＯＴＡの内部回路においては、バイアス電圧ＶＢ用Ｍ
ＯＳトランジスタとなりうる複数のＭＯＳトランジスタ
Ｍ１〜Ｍｘの各々にアナログスイッチを設けたが、各Ｍ
ＯＳトランジスタＭ１〜Ｍｘのゲートにバイアス電圧Ｖ
Ｂラインを接続し、各ＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍｘの
ドレインに各々アナログスイッチの一方の接点端子を接
続し、ＭＯＳトランジスタＭ１１およびＭＯＳトランジ
スタＭ１２のソース同士の接続点に各々アナログスイッ
チの他方の接点端子を接続するようにしてもよい。

【００８０】以上に説明したとおり、実施の形態２にか
かるフィルタ回路によれば、ＯＴＡ１１、このＯＴＡ１
１に接続されるコンデンサ、ＯＴＡ１２およびこのＯＴ
Ａ１２に接続されるコンデンサによって構成されるフィ
ルタ部の各ＯＴＡ内部において、電源電圧ＶｄｄとＭＯ
ＳトランジスタＭ１１およびＭＯＳトランジスタＭ１２
のソース同士の接続点との間に、互いにトランジスタサ
イズが異なる複数のＰチャネル型のＭＯＳトランジスタ
Ｍ１〜Ｍｘを並列に設け、この複数のＭＯＳトランジス
タの選択を可能とするアナログスイッチを各コンデンサ
に接続しているので、カットオフ周波数自動調整回路２
００から出力される図５に示した従来のフィルタ回路に
おけるＯＴＡ１０１および１０２または実施の形態１に
おけるＯＴＡ１１およびＯＴＡ１２のバイアス電圧ＶＢ
をクロックＣＫ１およびＣＫ２の周波数によって変更す
ることができるとともに、カットオフ周波数ｆｃを決定
するパラメータの一つであるバイアス電圧ＶＢ入力用Ｍ
ＯＳトランジスタのトランジスタサイズを変更すること
ができ、カットオフ周波数の調整範囲をより広範囲にす
ることができる。これにより、より柔軟で汎用性の高い
フィルタ回路を提供することが可能となる。

【００８１】実施の形態３．つぎに、実施の形態３にか
かるフィルタ回路ついて説明する。実施の形態３にかか
るフィルタ回路は、上述したカットオフ周波数自動調整
回路２００（図７参照）において、ＯＴＡ１０３の逆相
入力端子とコンパレータ２４０の逆相入力端子に入力さ
れる分圧値を決定する抵抗２１３と抵抗２１４との比を
変更することによって、カットオフ周波数自動調整回路
２００から出力されるバイアス電圧ＶＢの可変範囲を広
げ、カットオフ周波数の調整範囲を拡大させるものであ
る。

【００８２】上述した図７の説明のように、抵抗２１３
および抵抗２１４によって定まる分圧値は基準電圧値と
して、ＯＴＡ１０３の出力電圧値の大きさを決定し、コ
ンデンサ２３１またはコンデンサ２３２に充電される電
圧が定まる。また、コンパレータ２４０は、この基準電
圧値によって、サンプルホールド回路３００に論理レベ
ル「Ｈ」の出力をおこなうどうかを判定している。

【００８３】よって、この基準電圧値を変更すること
で、ＶＣＯＩ端子に接続されたコンデンサ２０２に保持
される電圧の範囲を広げることができ、これにより、カ
ットオフ周波数自動調整回路２００から出力されるバイ
アス電圧ＶＢの可変範囲を拡大すること、すなわちカッ
トオフ周波数ｆｃを変更することができる。

【００８４】基準電圧値の変更は、あらかじめ互いに異
なる抵抗値を有する複数の抵抗を用意し、抵抗２１４に
換えて、これら抵抗のいずれか一つをアナログスイッチ
によって選択することによって達成される。

【００８５】図４（ａ）、（ｂ）は、実施の形態３にか
かるフィルタ回路において、カットオフ周波数自動調整
回路を示す図である。なお、図７と共通する部分には同
一符号を付して、その説明を省略する。図４に示すカッ
トオフ周波数自動調整回路においては、抵抗２１３と接
地ラインの間に、互いに抵抗値が異なるｙ個の抵抗５１
〜５ｙが並列に設けられている。

【００８６】また、これら抵抗５１〜５ｙの一端には、
アナログスイッチＡＳ４１〜ＡＳ４ｙの一方の接点端子
が各々接続され、他方の接点端子には、抵抗２１３が接
続されている。なお、この場合、抵抗５１〜５ｙの他端
は接地ラインに接続される。

【００８７】そして、各アナログスイッチＡＳ４１〜Ａ
Ｓ４ｙは、そのＮチャネル型のＭＯＳトランジスタ側に
各々切り替え信号ＳＷ４１〜ＳＷ４ｙを入力し、Ｐチャ
ネル型のＭＯＳトランジスタ側に各々切り替え信号ＳＷ
４１ｉ〜ＳＷ４ｙｉを入力する。

【００８８】なお、切り替え信号ＳＷ４１〜ＳＷ４ｙ
は、各々切り替え信号入力端子Ｎ４１〜Ｎ４ｙから外部
より入力され、切り替え信号ＳＷ４１ｉ〜ＳＷ４ｙｉ
は、切り替え信号ＳＷ４１〜ＳＷ４ｙを、このフィルタ
回路またはフィルタ回路に接続される外部回路に備えら
れたインバータＧ４１〜Ｇ４ｙに入力することで得られ
る反転信号である。よって、アナログスイッチＡＳ４１
〜ＡＳ４ｙの各々は、各切り替え信号ＳＷ４１〜ＳＷ４
ｙにより、オン／オフされる。

【００８９】すなわち、切り替え信号入力端子Ｎ４１〜
Ｎ４ｙのいずれか一つに論理レベル「Ｈ」を入力するこ
とにより、アナログスイッチＡＳ４１〜ＡＳ４ｙのうち
所望のアナログスイッチをオン状態とすることができ、
そのオン状態とされたアナログスイッチに接続されてい
る抵抗を、基準電圧を生成する抵抗として有効なものと
することができる。各抵抗５１〜５ｙは互いに抵抗値が
異なるため、オン状態にさせるアナログスイッチの選択
により、選択された抵抗と抵抗２１３とによる分圧比が
変更され、基準電圧値を変更することができる。

【００９０】これにより、図２に示したように、従来の
フィルタ回路のようにバイアス電圧ＶＢの変更のみでカ
ットオフ周波数ｆｃを調整する場合に、カットオフ周波
数自動調整回路２００に入力されるクロックＣＫ１およ
びＣＫ２の周波数の有効な可変範囲が周波数調整範囲Ｂ
に示される範囲となるのに対し、さらに、この実施の形
態３にかかるフィルタ回路のカットオフ周波数自動調整
回路２００において基準電圧を生成する抵抗値を変更す
ることにより、同図の周波数調整範囲Ａに示すような範
囲までクロックＣＫ１およびＣＫ２の周波数調整範囲を
広げることが可能になる。

【００９１】以上に説明したとおり、実施の形態３にか
かるフィルタ回路によれば、カットオフ周波数自動調整
回路２００においてバイアス電圧ＶＢの電圧値を決定す
る基準電圧を生成する２つの抵抗のうち一方の抵抗を、
互いに抵抗値が異なる複数の抵抗をアナログスイッチと
ともに並列に設けているので、このアナログスイッチの
オン／オフにより基準電圧値を変更することができ、カ
ットオフ周波数自動調整回路２００から出力される図５
に示した従来のフィルタ回路におけるＯＴＡ１０１およ
び１０２または実施の形態１におけるＯＴＡ１１および
ＯＴＡ１２のバイアス電圧ＶＢをクロックＣＫ１および
ＣＫ２の周波数によってより広範囲に変更することがで
きるとともに、カットオフ周波数の調整範囲を広げるこ
とができる。これにより、より柔軟で汎用性の高いフィ
ルタ回路を提供することが可能となる。

【００９２】

【発明の効果】以上、説明したとおり、この発明によれ
ば、演算相互コンダクタンス増幅器（ＯＴＡ）、コンデ
ンサおよびカットオフ周波数自動調整手段によりフィル
タを構成するフィルタ回路において、演算相互コンダク
タンス増幅器の出力端子に接続するコンデンサとして、
キャパシタンスの異なる複数のコンデンサのうちの一つ
を選択するので、演算相互コンダクタンス増幅器のバイ
アス電圧入力端子にカットオフ周波数自動調整手段に有
効に入力されるクロック信号の周波数の範囲を拡大する
ことができ、これによりカットオフ周波数の自動調整範
囲を広範囲にすることが可能となり、より柔軟で汎用性
の高いフィルタ回路を得ることができる。

【００９３】つぎの発明によれば、第１の演算相互コン
ダクタンス増幅器、この第１の演算相互コンダクタンス
増幅器に接続されるコンデンサ、第２の演算相互コンダ
クタンス増幅器およびこの第２の演算相互コンダクタン
ス増幅器に接続されるコンデンサによって構成されるフ
ィルタ部において、各演算相互コンダクタンス増幅器に
接続されるコンデンサを複数設け、この複数のコンデン
サの選択を可能とするスイッチ部を各コンデンサに接続
しているので、カットオフ周波数自動調整手段から出力
される第１および第２の演算相互コンダクタンス増幅器
のバイアス電圧を外部からのクロック信号の周波数によ
って変更することができるとともに、カットオフ周波数
を決定するパラメータの一つであるコンデンサのキャパ
シタを変更することができ、カットオフ周波数の調整範
囲をより広範囲にすることが可能となり、より柔軟で汎
用性の高いフィルタ回路を得ることができる。

【００９４】つぎの発明によれば、演算相互コンダクタ
ンス増幅器を構成するトランジスタのうち、その演算相
互コンダクタンス増幅器のバイアス電圧をゲートに入力
するバイアス電圧入力用トランジスタとして、トランジ
スタサイズの異なる複数のトランジスタのうちの一つを
選択することが可能であるので、カットオフ周波数自動
調整手段から出力される演算相互コンダクタンス増幅器
のバイアス電圧を、外部からのクロック信号の周波数に
よって変更することができるとともに、カットオフ周波
数を決定するパラメータの一つであるバイアス電圧入力
用トランジスタのトランジスタサイズを変更することが
でき、カットオフ周波数の調整範囲をより広範囲にする
ことが可能となり、より柔軟で汎用性の高いフィルタ回
路を得ることができる。

【００９５】つぎの発明によれば、フィルタ回路を構成
するカットオフ周波数自動調整手段が、演算相互コンダ
クタンス増幅器のバイアス電圧入力端子に入力される電
圧であってかつ外部から入力されるクロック信号の周波
数に応じて変化する電圧を保持するサンプルホールド回
路と、前記サンプルホールド回路において保持される前
記電圧の電圧値を設定するための基準電圧を決定する抵
抗として、抵抗値の異なる複数の抵抗のうちの一つが選
択される基準電圧設定部と、を備えているので、基準電
圧値の変更が可能となり、カットオフ周波数自動調整手
段から出力される演算相互コンダクタンス増幅器のバイ
アス電圧を、外部からのクロック信号の周波数によって
より広範囲に変更することができるとともに、カットオ
フ周波数の調整範囲を広げることが可能となり、より柔
軟で汎用性の高いフィルタ回路を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１にかかるフィルタ回路の構成を
示す回路図である。

【図２】 実施の形態１にかかるフィルタ回路におい
て、クロックＣＫ１およびＣＫ２の周波数対バイアス電
圧ＶＢの特性グラフを示す図である。

【図３】 実施の形態２にかかるフィルタ回路において
ＯＴＡの内部回路を示す図である。

【図４】 実施の形態３にかかるフィルタ回路におい
て、カットオフ周波数自動調整回路を示す図である。

【図５】 ＯＴＡおよびカットオフ周波数自動調整回路
を備えた従来のフィルタ回路の構成を示す回路図であ
る。

【図６】 従来のフィルタ回路においてＯＴＡの構成を
示す回路図である。

【図７】 従来のフィルタ回路においてカットオフ周波
数自動調整回路の構成を示す回路図である。

【図８】 従来のフィルタ回路においてカットオフ周波
数自動調整回路の動作を説明するためのタイミングチャ
ートである。

【符号の説明】

１１，１２，１０１，１０２，１０３ ＯＴＡ、３１〜
３ｎ，４１〜４ｍ コンデンサ、５１ 抵抗、１１１，
１１２，２０２，２３１，２３２ コンデンサ、２００
カットオフ周波数自動調整回路、２０１，２１１〜２
１４ 抵抗、２２１〜２２３ アナログスイッチ、２４
０ コンパレータ、２５１，２５２，Ｇ１１，Ｇ２１，
Ｇ３１，Ｇ４１ インバータ、３００ サンプルホール
ド回路、３０１ ディレイフリップフロップ、ＡＳ１１
〜ＡＳ１ｎ，ＡＳ２１〜ＡＳ２ｍ，ＡＳ３１〜ＡＳ３
ｘ，ＡＳ４１〜ＡＳ４ｙ アナログスイッチ、ＣＫ１，
ＣＫ１ｉ，ＣＫ２，ＣＫｉ クロック、Ｍ１０〜Ｍ１
４，Ｍ３１，Ｍ３２，Ｍ１〜Ｍｘ ＭＯＳトランジス
タ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J066 AA01 AA47 CA61 CA98 FA18 HA10 HA17 HA25 HA29 HA39 KA00 KA02 KA04 KA06 KA11 KA12 KA17 KA19 KA36 MA08 ND01 ND14 ND22 ND23 PD01 TA01 TA02 TA06 5J098 AA11 AA14 AB02 AB03 AB16 AB27 AC02 AC20 AD17 AD18 CA02 CB03 CB10

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 演算相互コンダクタンス増幅器（ＯＴ
   Ａ）、コンデンサおよびカットオフ周波数自動調整手段
   によりフィルタを構成するフィルタ回路において、 前記演算相互コンダクタンス増幅器のバイアス電圧入力
   端子に前記カットオフ周波数自動調整手段のバイアス電
   圧出力を入力し、前記演算相互コンダクタンス増幅器の
   出力端子に接続する前記コンデンサとして、キャパシタ
   ンスの異なる複数のコンデンサのうちの一つを選択する
   ことにより、前記カットオフ周波数自動調整手段による
   周波数調整範囲を変更することを特徴とするフィルタ回
   路。
2. 【請求項２】 正相入力端子に入力信号を入力する第１
   の演算相互コンダクタンス増幅器（ＯＴＡ）と、 前記第１の演算相互コンダクタンス増幅器の出力端子に
   並列に接続された複数の第１のスイッチ手段と、 前記第１のスイッチ手段の各々に直列に接続され、互い
   にキャパシタンスの異なる複数の第１のコンデンサと、 正相入力端子に前記第１の演算相互コンダクタンス増幅
   器の出力端子が接続された第２の演算相互コンダクタン
   ス増幅器と、 前記第２の演算相互コンダクタンス増幅器の出力端子に
   並列に接続された複数の第２のスイッチ手段と、 前記第２のスイッチ手段の各々に直列に接続され、互い
   にキャパシタンスの異なる複数の第２のコンデンサと、 外部から入力されるクロック信号の周波数に応じて前記
   第１および第２の演算相互コンダクタンス増幅器のバイ
   アス電圧を変更することにより前記第１および第２の演
   算相互コンダクタンス増幅器と前記第１および第２のコ
   ンデンサとから構成されるフィルタ部のカットオフ周波
   数を自動調整するカットオフ周波数自動調整手段と、 を備え、 前記第１のスイッチ手段により、前記第１の演算相互コ
   ンダクタンス増幅器の出力端子に各々接続される前記複
   数の第１のコンデンサのうちの一つを選択し、前記第２
   のスイッチ手段により、前記第２の演算相互コンダクタ
   ンス増幅器の出力端子に各々接続される前記複数の第２
   のコンデンサのうちの一つを選択することを特徴とする
   フィルタ回路。
3. 【請求項３】 演算相互コンダクタンス増幅器（ＯＴ
   Ａ）、コンデンサおよびカットオフ周波数自動調整手段
   によりフィルタを構成するフィルタ回路において、 前記演算相互コンダクタンス増幅器を構成するトランジ
   スタのうち、該演算相互コンダクタンス増幅器のバイア
   ス電圧をゲートに入力するバイアス電圧入力用トランジ
   スタとして、トランジスタサイズの異なる複数のトラン
   ジスタのうちの一つを選択することにより、前記カット
   オフ周波数自動調整手段による周波数調整範囲を変更す
   ることを特徴とするフィルタ回路。
4. 【請求項４】 演算相互コンダクタンス増幅器（ＯＴ
   Ａ）、コンデンサおよびカットオフ周波数自動調整手段
   によりフィルタを構成するフィルタ回路において、 前記カットオフ周波数自動調整手段は、 前記演算相互コンダクタンス増幅器のバイアス電圧入力
   端子に入力される電圧であってかつ外部から入力される
   クロック信号の周波数に応じて変化する電圧を保持する
   サンプルホールド回路と、 前記サンプルホールド回路において保持される前記電圧
   の電圧値を設定するための基準電圧を決定する抵抗とし
   て、抵抗値の異なる複数の抵抗のうちの一つが選択され
   る基準電圧設定部と、 を備えたことを特徴とするフィルタ回路。